Grâce à son capteur CMOS Exmor R de 10,2 MP et à son nouveau processeur Bionz XR, elle enregistre une superbe qualité plein format 4K jusqu'à 120p avec un rolling shutter minimal, d'excellentes capacités en basse lumière (jusqu'à 409.600 ISO) et une large plage dynamique.

Elle permet de s'exprimer davantage lors de la prise de vue avec les profils d'image S-LOG3 et S-CINETONE, qui définissent une nouvelle ère pour les caméras Cinema Line de Sony.

Grâce à son système de refroidissement interne, le FX3 peut prolonger la durée d'enregistrement et couvrir une plus grande variété de situations de prise de vue.

Le Sony FX3 offre également une plus grande liberté dans l'enregistrement de vidéos avec une technologie autofocus rapide et précise comprenant un autofocus oculaire en temps réel, un suivi tactile en temps réel et une sensibilité de suivi autofocus réglable. Il dispose également d'une stabilisation du corps sur 5 axes avec mode actif, ce qui le rend idéal pour les prises de vue à main levée.

En plus de son petit facteur de forme, le Sony FX3 dispose d'une poignée supérieure amovible avec des entrées XLR pour des microphones professionnels ou des connexions audio.

L'idée d'une cage avec les possibilités de prise en main et de vissage est déjà intégrée dans le design du boîtier, ce qui souligne sa forme compacte.